第6章受彎構(gòu)件PPT課件

1、概述 1. 梁的應(yīng)用： (c) 鋼結(jié)構(gòu)住宅中的受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)住宅中的受彎構(gòu)件 樓蓋梁、屋蓋梁樓蓋梁、屋蓋梁 (d) 梁式鋼橋（上海盧浦大橋引橋）梁式鋼橋（上海盧浦大橋引橋） 中的受彎構(gòu)件中的受彎構(gòu)件橋面鋼梁橋面鋼梁 第1頁(yè)/共112頁(yè)概述 2. 梁的分類(lèi)：組合梁梁的類(lèi)型實(shí)腹式梁空腹式梁型鋼梁冷彎薄壁型鋼梁熱軋型鋼梁按截面構(gòu)成方式分：鋼-砼組合梁焊接、栓接組合梁第2頁(yè)/共112頁(yè)2. 梁的分類(lèi)：(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) 圖 6-2 實(shí)腹式鋼梁的截面類(lèi)型 (l) 概述 第3頁(yè)/共112頁(yè)概述 2. 梁的分類(lèi)：蜂窩梁（c） （d） 楔形梁

2、第4頁(yè)/共112頁(yè)概述 2. 梁的分類(lèi)：按所受荷載情況不同分：雙向受彎梁：在兩個(gè)主平面內(nèi)受彎，如吊車(chē)梁、墻梁、檁條等梁的類(lèi)型單向受彎梁：只在一個(gè)主平面內(nèi)受彎，工程中的多數(shù)梁 雙向受彎梁(a)屋面檁條(b) 吊車(chē)梁第5頁(yè)/共112頁(yè)概述 3. 鋼梁的計(jì)算內(nèi)容：注：疲勞驗(yàn)算針對(duì)長(zhǎng)期直接承受重復(fù)荷載作用的梁，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n5104 時(shí)計(jì)算內(nèi)容承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定、疲勞正常使用極限狀態(tài)：剛度2. 梁的分類(lèi)：按支承條件分：可分為簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、固端梁、懸臂梁等。第6頁(yè)/共112頁(yè)1. 梁的強(qiáng)度：梁的強(qiáng)度和剛度 6.1（1）梁的抗彎強(qiáng)度：彎矩作用下，分四個(gè)工作階段圖6-7 鋼梁各工

3、作階段截面彎曲應(yīng)力的分布(a) 彈性工作階段：疲勞計(jì)算、冷彎薄壁型鋼：(b) 彈塑性工作階段：一般受彎構(gòu)件：(c) 塑性工作階段：塑性鉸：(d) 應(yīng)變硬化階段：一般不利用ynefWM ypnpfWMpeMMM第7頁(yè)/共112頁(yè)1. 梁的強(qiáng)度：梁的強(qiáng)度和剛度 6.1 截面形狀系數(shù)F和截面塑性發(fā)展系數(shù) ：截面形狀系數(shù)F僅與截面的幾何形狀有關(guān)。 彈塑性階段的彎矩表達(dá)式為：式中 ， 截面塑性發(fā)展系數(shù)，1 。實(shí)際工程中的鋼梁中都有殘余應(yīng)力 ，必須考慮。 式（6-20）、（6-21）只適用于求彈性彎扭屈曲鋼梁的臨界彎矩，即梁失穩(wěn)時(shí)臨界應(yīng)力 （比例極限）的情況。crpcrp第29頁(yè)/共112頁(yè)梁的整體穩(wěn)定梁

4、的整體穩(wěn)定 6.23.影響鋼梁整體穩(wěn)定性的主要因素： 截面的側(cè)向抗彎剛度，抗扭剛度和抗翹曲剛度越大，則臨界彎矩越大，梁的整體穩(wěn)定性越好。 梁的側(cè)向無(wú)支承長(zhǎng)度或受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)的間距l(xiāng)1越小，則臨界彎矩越大，梁的整體穩(wěn)定性越好。此外，加寬受壓翼緣的梁（By 0），臨界彎矩增大。 荷載類(lèi)型：荷載在梁上作用形成的彎矩圖沿梁的跨度方向分布越均勻，臨界彎矩越小。 沿梁截面高度方向的荷載作用點(diǎn)位置越高，臨界彎矩越小。如圖6-22所示 。圖圖 6-22 荷載作用點(diǎn)位置對(duì)梁穩(wěn)定的影響荷載作用點(diǎn)位置對(duì)梁穩(wěn)定的影響 梁端支座對(duì)截面的約束越大，臨界彎矩越大，梁的整體穩(wěn)定性越好。 第30頁(yè)/共112頁(yè)梁的整體穩(wěn)定

5、梁的整體穩(wěn)定 6.24. 梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ： b為了保證梁不發(fā)生整體失穩(wěn)，則應(yīng)有：M Mcr，即：fffWMWMbRyycrRcrRxcrxx1（6-24）yxcrbfWMfycr（6-25） 式（6-25）即為梁的整體穩(wěn)定系數(shù) 的表達(dá)式，即為臨界應(yīng)力 與鋼材屈服點(diǎn) 的比值。 bcryf第31頁(yè)/共112頁(yè)梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定 6.24. 梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ： b(1)焊接工字形（含軋制H型鋼）等截面簡(jiǎn)支梁的 ： byb21yx2ybb2354 . 414320fhtWAh（6-26） 梁毛截面對(duì)y軸的回轉(zhuǎn)半徑， 式中， 梁整體穩(wěn)定的等效臨界彎矩系數(shù)，按附表6采用； b 梁在側(cè)向支承點(diǎn)之

6、間對(duì)截面弱軸（y軸）的長(zhǎng)細(xì)比， ； y1yily l1 梁受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間的距離；對(duì)跨中無(wú)側(cè)向支承點(diǎn) 的梁， l1為其跨度（梁的支座處視為有側(cè)向支承）； yiAIiyy A 梁的毛截面面積； Wx 按受壓最大纖維確定的梁的毛截面模量； h 梁截面高度； t1 梁受壓翼緣的厚度； 第32頁(yè)/共112頁(yè)梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定 6.24. 梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ： b(1)焊接工字形（含軋制H型鋼）等截面簡(jiǎn)支梁的 ： b式中， 截面不對(duì)稱(chēng)影響系數(shù)；對(duì)雙軸對(duì)稱(chēng)截面取 0； 加強(qiáng)受壓翼緣時(shí)， ； 加強(qiáng)受拉翼緣時(shí)， 。其中 ， I1和I2分別為受壓翼緣和受拉翼緣對(duì)y軸的慣性矩。 bb128 . 0bb1

7、2bb211bIII 加強(qiáng)受壓翼緣的工字形截面加強(qiáng)受壓翼緣的工字形截面 加強(qiáng)受加強(qiáng)受拉拉翼緣的工字形截面翼緣的工字形截面 第33頁(yè)/共112頁(yè)梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定 6.24. 梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ： b(2)軋制普通工字鋼簡(jiǎn)支梁的 ：查附表7 b(3)軋制槽鋼簡(jiǎn)支梁的 ：按下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算 by1b235570fhlbt（6-27）式中，h、b和t分別為槽鋼截面的高度、翼緣寬度和翼緣平均厚度。 (3)雙軸對(duì)稱(chēng)工字形等截面（含軋制H型鋼）懸臂梁的 ： 按式（6-26）計(jì)算，但式中的系數(shù) 應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄B,表B.4查得。 ，l1為懸臂梁的懸伸長(zhǎng)度。 bby1yil第34頁(yè)/共112頁(yè)梁的

8、整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定 6.24. 梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ： b 按上述幾種方法算得或查得的 大于0.6時(shí)，表明梁已進(jìn)入彈塑性工作階段，此時(shí)應(yīng)用 取代，按下式計(jì)算：bb(5)鋼梁彈塑性工作階段的整體穩(wěn)定系數(shù) ：b0 . 1282. 007. 1bb（6-28）(6)梁整體穩(wěn)定系數(shù)的近似計(jì)算公式 ： 對(duì)于均勻彎曲的受彎構(gòu)件，當(dāng) 時(shí)，其整體穩(wěn)定系數(shù)可按近似公式計(jì)算。這些近似計(jì)算公式主要用于壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性計(jì)算，以簡(jiǎn)化壓彎構(gòu)件的驗(yàn)算，詳見(jiàn)第7章。 y235120f第35頁(yè)/共112頁(yè)梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定 6.25. 梁整體穩(wěn)定的保證措施： (1)可不計(jì)算梁整體穩(wěn)定性的三種情況 ：詳

9、見(jiàn)教材有鋪板（各種鋼筋混凝土板和鋼板）密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固連接，能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時(shí)。 H型鋼或等截面工字形簡(jiǎn)支梁滿(mǎn)足條件2 圖圖 6-23 鋼鋼梁梁簡(jiǎn)支端的抗扭構(gòu)造措施示意圖簡(jiǎn)支端的抗扭構(gòu)造措施示意圖 第36頁(yè)/共112頁(yè)梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定 6.25. 梁整體穩(wěn)定的保證措施： (1)可不計(jì)算梁整體穩(wěn)定性的三種情況 ：詳見(jiàn)教材箱型截面簡(jiǎn)支梁滿(mǎn)足條件3 圖圖 6-24 箱形截面箱形截面 (2)梁整體穩(wěn)定計(jì)算公式： 對(duì)于不符合“（1）”中所述任一條件的梁，應(yīng)該進(jìn)行整體穩(wěn)定性計(jì)算。 第37頁(yè)/共112頁(yè)梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定 6.25. 梁整體穩(wěn)定的保證措施： (2)梁整體

10、穩(wěn)定計(jì)算公式： 式中， 繞截面強(qiáng)軸（x軸）作用的最大彎矩設(shè)計(jì)值； xM 按受壓最大纖維確定的梁毛截面模量； xW 梁的整體穩(wěn)定系數(shù)，按前述方法確定。 b在最大剛度主平面內(nèi)受彎的構(gòu)件，其整體穩(wěn)定性應(yīng)按下式計(jì)算 ：fWMxbx（6-29）第38頁(yè)/共112頁(yè)梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定 6.25. 梁整體穩(wěn)定的保證措施： (2)梁整體穩(wěn)定計(jì)算公式： 在兩個(gè)主平面受彎的工字形或H型鋼等截面構(gòu)件，其整體穩(wěn)定性應(yīng)按下式計(jì)算 ：fWMWMyyyxbx（6-30）式中， 按受壓纖維確定的對(duì)x軸（強(qiáng)軸）和對(duì)y軸的毛截面模量； yxWW , 繞強(qiáng)軸彎曲所確定的梁整體穩(wěn)定系數(shù)，按前述方法確定；b 繞y軸彎曲的截面塑性

11、發(fā)展系數(shù)，查表6-1。 y例：教材例題6-3 第39頁(yè)/共112頁(yè)幾個(gè)概念梁的局部穩(wěn)定 6.3 在外荷載逐漸增大的過(guò)程中，鋼梁還沒(méi)有發(fā)生強(qiáng)度破壞或整體失穩(wěn)，組成鋼梁的某些板件偏離它原來(lái)所在的平面位置發(fā)生側(cè)向撓曲，這種現(xiàn)象稱(chēng)為梁的局部失穩(wěn)。 梁的受壓翼緣或腹板局部失穩(wěn)后，整個(gè)構(gòu)件還不會(huì)立即失去承載能力，一般還可以承受繼續(xù)增大的外荷載。但是由于局部失穩(wěn)引起部分截面退出工作，引起梁的剛度減小，使梁的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)度降低。 1. 梁的局部失穩(wěn)：2. 梁?jiǎn)适Ь植糠€(wěn)定的后果：第40頁(yè)/共112頁(yè)幾個(gè)概念梁的局部穩(wěn)定 6.3防止板件局部失穩(wěn)的原則：3. 解決梁局部失穩(wěn)的辦法： yf板cr（6-31）防止板件

12、局部失穩(wěn)的具體措施：限制板件的寬厚比 具體措施設(shè)置加勁肋 第41頁(yè)/共112頁(yè)幾個(gè)概念梁的局部穩(wěn)定 6.3與板件局部穩(wěn)定有關(guān)的兩個(gè)問(wèn)題：3. 解決梁局部失穩(wěn)的辦法： 熱軋型鋼（如工字鋼，H型鋼，槽鋼等）在未受到較大的橫向集中荷載作用時(shí)，一般不必計(jì)算局部穩(wěn)定。因?yàn)闊彳埿弯摰囊砭壈鍖捄癖取⒏拱宓母吆癖榷疾皇呛艽?，一般不?huì)局部失穩(wěn)。 允許板件局部失穩(wěn)（見(jiàn)第3章節(jié)）的情況。符合利用屈曲后強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法的鋼梁，是允許某些板件局部失穩(wěn)的。 第42頁(yè)/共112頁(yè)梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3 圖圖 6-28 梁梁的受壓翼緣的受壓翼緣 a b1 b0 tw tw tw a t t 工字形截面梁的受壓

13、翼緣可視為三邊簡(jiǎn)支、一邊自由且在兩簡(jiǎn)支對(duì)邊上均勻受壓的矩形板條來(lái)分析。 根據(jù)薄板穩(wěn)定理論，板的臨界應(yīng)力可表達(dá)為：2122cr112btEk（6-32）式中， 支承邊的彈性嵌固系數(shù)，取為1.0； k 板的屈曲系數(shù)，三邊簡(jiǎn)支、一邊自由均勻受壓矩形板，當(dāng)橫向 加勁肋間距a b1時(shí)，取為0.425； 鋼材的泊松比， =0.3； E 鋼材的彈性模量， 25mmN1006. 2E t、b1 分別為翼緣板的厚度和其自由外伸寬度。 第43頁(yè)/共112頁(yè)梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3受壓翼緣板沿厚度方向的平均應(yīng)力并達(dá)不到fy，所以取為0.95fy。 (1)彈性階段：0 . 1x代入防止板件局部失穩(wěn)原

14、則，式（6-31），整理得：yftb235151（6-33）按邊緣屈服準(zhǔn)則計(jì)算，用 代替彈性模量E，以考慮縱向進(jìn)入彈塑性工作而橫向仍為彈性工作的情況。 EEEt第44頁(yè)/共112頁(yè)梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3(2)彈塑性階段：05. 1xyftb235131（6-34）箱形截面梁受壓翼緣在兩腹板之間部分可視為四邊簡(jiǎn)支單向均勻受壓板來(lái)分析。取屈曲系數(shù)k =4，取彈性嵌固系數(shù) =1.0， =0.25，代入式（6-31），得：yftb235400（6-35）式中， 箱形截面梁受壓翼緣板在兩腹板之間的寬度；當(dāng)翼緣板上設(shè)有縱向加勁肋時(shí)， 為相鄰兩個(gè)縱向加勁肋之間的或縱向加勁肋與腹板之間的翼

15、緣板寬度。 0b0b第45頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3 圖圖 6-30 鋼鋼梁梁的加勁肋的加勁肋 1橫向加勁肋；橫向加勁肋； 2縱向加勁肋；縱向加勁肋； 3短加勁肋；短加勁肋； 4支承加勁肋。支承加勁肋。 為了保證腹板的局部穩(wěn)定性，有以下幾種方法可以選用： 加大腹板厚度（不經(jīng)濟(jì)）； 設(shè)置腹板加勁肋（一般做法）（見(jiàn)圖6-30）； 利用腹板屈曲后強(qiáng)度（經(jīng)濟(jì)）。 第46頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.31.各種應(yīng)力單獨(dú)作用下腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的臨界應(yīng)力： (1)腹板區(qū)格在彎曲應(yīng)力單獨(dú)作用下的臨界應(yīng)力 ：圖圖 6-31 腹板的純彎屈曲腹板的純彎屈曲 第47頁(yè)/共

16、112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3式中， 支承邊的彈性嵌固系數(shù)，由梁翼緣對(duì)腹板的嵌固程度確定； k 板的屈曲系數(shù)，與板的支承條件及受力情況（受壓、受彎或 受剪）有關(guān)； 四邊簡(jiǎn)支單向受彎時(shí)， k =23.9； =1.0； 兩側(cè)受荷載邊簡(jiǎn)支、上下邊固定時(shí)k =39.6， =39.6/23.9=1.66； 兩側(cè)受荷載邊簡(jiǎn)支、上邊簡(jiǎn)支，下邊固定時(shí)k =29.4， =29.4/23.9=1.23； 分別為梁腹板的厚度和計(jì)算高度。0,htw腹板區(qū)格的臨界應(yīng)力表達(dá)為：20w22cr112htEk（6-36）第48頁(yè)/共112頁(yè)梁的局部穩(wěn)定 6.3梁腹板的局部穩(wěn)定 ?。?0.3；E2.06105N

17、/mm2，代入式6-36可得：20wcr100445ht（6-37）梁受拉翼緣對(duì)腹板的約束相當(dāng)于固定約束，梁受壓翼緣對(duì)腹板的約束則分翼緣扭轉(zhuǎn)是否受到約束兩種情況。受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí) 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí) 20wcr100737ht（6-38a）20wcr100547ht（6-38b）第49頁(yè)/共112頁(yè)梁的局部穩(wěn)定 6.3梁腹板的局部穩(wěn)定 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí) 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí) 若要保證腹板在邊緣纖維屈服前不發(fā)生屈曲，即： ，可得：ycrf板（6-39a）yw0235177fth（6-39b）yw0235153fth采用國(guó)際上通行的通用高厚比 作為參數(shù)來(lái)計(jì)算梁腹板的臨界應(yīng)力：

18、 bcrybf（6-40）第50頁(yè)/共112頁(yè)梁的局部穩(wěn)定 6.3梁腹板的局部穩(wěn)定 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí) 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí) 將式（6-38）代入，得：（6-41a）（6-41b）235177yw0fthb235153yw0fthb由通用高厚比的定義可得彈性階段腹板臨界應(yīng)力 與 的關(guān)系式為： bcr2byfcr（6-42）第51頁(yè)/共112頁(yè)當(dāng) 時(shí)25. 185. 0b梁的局部穩(wěn)定 6.3梁腹板的局部穩(wěn)定 圖圖 6-32 臨界應(yīng)力與通用高厚比的關(guān)系曲線(xiàn)臨界應(yīng)力與通用高厚比的關(guān)系曲線(xiàn) 2b1 . 1 f 對(duì)應(yīng)于圖中三段曲線(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的 計(jì)算公式為： cr當(dāng) 時(shí)（6-43a）85.

19、 0bfcr（6-43b）f)85. 0(75. 01 bcr當(dāng) 時(shí)25. 1b（6-43c）2bcr1 . 1f式中， 按式（6-41）計(jì)算，但用2hc代替h0 ，其中為hc腹板彎曲受壓區(qū)高度。 b第52頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3(2)腹板區(qū)格在純剪切作用下的臨界應(yīng)力：圖圖 6-33 腹板的純剪屈曲腹板的純剪屈曲 第53頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3彈性屈曲時(shí)的剪切臨界應(yīng)力 ：（6-45）20w22cr112htEk取： =1.23， 0.3；E2.06105N/mm2，代入上式可得：20wcr1009 .22htk（6-46）腹板的橫向加勁肋

20、間距為a時(shí)，屈曲系數(shù)k可近似取為：當(dāng) 時(shí)（6-49a）當(dāng) 時(shí)（6-49b）0 . 10ha2034. 54ahk0 . 10ha20434. 5ahk第54頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3當(dāng) 時(shí)（6-50a）當(dāng) 時(shí)（6-50b）0 . 10ha0 . 10ha引入通用高厚比 ： s23534. 5441y20w0fahths235434. 541y20w0fahths第55頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3當(dāng) 時(shí)（6-51a）8 . 0svfcr當(dāng) 時(shí)2 . 18 . 0svscr)8 . 0(59. 01 f（6-51b）當(dāng) 時(shí)2 . 1s（6-51c）

21、2scr1 . 1vf純剪切作用下的臨界應(yīng)力為：當(dāng)腹板不設(shè)橫向加勁肋時(shí) ，k=5.34，若要求 ，可得腹板高厚比限值： ，規(guī)范規(guī)定為 。vfcryw02358 .75fthy23580f第56頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3(3)腹板區(qū)格在局部壓應(yīng)力單獨(dú)作用下的臨界應(yīng)力： 圖圖6-34 腹板受局部壓應(yīng)力屈曲腹板受局部壓應(yīng)力屈曲 （6-52）20w22crc,112htEk當(dāng) 時(shí)（6-55a）（6-55b）5 . 15 . 00ha當(dāng) 時(shí)0 . 25 . 10ha23583. 14 .139 .1028y30w0fhathc23559 .1828y0w0fhathc引入通用高

22、厚比 ： c第57頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.3(3)腹板區(qū)格在局部壓應(yīng)力單獨(dú)作用下的臨界應(yīng)力： 當(dāng) 時(shí)（6-54a）9 . 0cfcrc,當(dāng) 時(shí)2 . 19 . 0cf)9 . 0(79. 01 ccrc,（6-54b）當(dāng) 時(shí)2 . 1c（6-54c）2ccrc,1 . 1f局壓應(yīng)力作用下的臨界應(yīng)力為： 梁腹板的上述三種應(yīng)力常同時(shí)出現(xiàn)在同一腹板區(qū)格，因此必須考慮它們對(duì)腹板屈曲的聯(lián)合效應(yīng)。 第58頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.32.各種應(yīng)力聯(lián)合作用下腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的驗(yàn)算：防止由剪應(yīng)力可能引起的腹板失穩(wěn) 短加勁肋橫向加勁肋縱向加勁肋防止由彎曲壓應(yīng)力可能

23、引起的腹板失穩(wěn) 加勁肋的分類(lèi)支承加勁肋防止由局部壓應(yīng)力可能引起的腹板失穩(wěn) 支承傳遞固定集中荷載或支座反力 第59頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.32.各種應(yīng)力聯(lián)合作用下腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的驗(yàn)算：(1)僅配置橫向加勁肋的腹板區(qū)格（圖6-35a）：各區(qū)格按下式計(jì)算(a) (b) (c) 圖圖 6-35 腹板腹板加勁肋布置加勁肋布置 0 . 1crc,c2cr2cr（6-56）第60頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.32.各種應(yīng)力聯(lián)合作用下腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的驗(yàn)算：(1)僅配置橫向加勁肋的腹板區(qū)格：式中， 所計(jì)算腹板區(qū)格內(nèi)，由平均彎矩產(chǎn)生的腹板計(jì)算高度邊緣的 彎曲壓應(yīng)力

24、， ， 為腹板彎曲受壓區(qū)高度，對(duì)雙軸對(duì) 稱(chēng)截面， ； 所計(jì)算腹板區(qū)格內(nèi),由平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力， hw為腹板高度； 所計(jì)算腹板區(qū)格內(nèi)，腹板邊緣的局部壓應(yīng)力； 分別為各種應(yīng)力單獨(dú)作用下的臨界應(yīng)力，分別按 式（6-43）、式（6-51）、式（6-54）確定。 IMhcch20hhcwwthVczwcltFcrccrcr,第61頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.32.各種應(yīng)力聯(lián)合作用下腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的驗(yàn)算：(2)同時(shí)配置有橫向加勁肋和縱向加勁肋的腹板區(qū)格（圖6-35b） ：1)受壓翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格： 縱向加勁肋布置在腹板的受壓區(qū)，其與受壓翼緣之間的距離應(yīng)為 014

25、151hh 0 . 12cr1c,c2cr1cr1（6-57）式中， 、 和 分別按下列方法計(jì)算： 1cr1cr1,crc第62頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.32.各種應(yīng)力聯(lián)合作用下腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的驗(yàn)算： 按式（6-43）計(jì)算，但式中 改用下列 代替。 1crb1b受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí) 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí) （6-58a）（6-58b）23575yw11fthb23564yw11fthb式中，h1為縱向加勁肋至腹板計(jì)算高度邊緣的距離。 按式（6-51）計(jì)算，將式中h0的改為h1。 1cr第63頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.32.各種應(yīng)力聯(lián)合作用下

26、腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的驗(yàn)算： 按式（6-43）計(jì)算，但式中 改用下列 代替。 1,crcb1c受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí) 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí) （6-58a）（6-58b）23556yw11fthc23540yw11fthc注： 的計(jì)算是借用純彎曲條件下的臨界應(yīng)力公式，而不是采用單純局部受壓臨界應(yīng)力公式。 1,crc第64頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.32.各種應(yīng)力聯(lián)合作用下腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的驗(yàn)算：2)受拉翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格：（6-60） 、 和 分別按下列方法計(jì)算： 2cr2cr2,crc0 . 1cr2c,c222cr2cr22圖圖 6-36 配置縱向加勁肋的腹板的

27、受力狀態(tài)配置縱向加勁肋的腹板的受力狀態(tài) (a) (b) 式中， 所計(jì)算區(qū)格內(nèi)由平均彎矩產(chǎn)生的腹板在縱向加勁肋處的彎曲壓應(yīng)力 腹板在縱向加勁肋處的橫向壓應(yīng)力，取為0.3 。 22czwcltFc第65頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.32.各種應(yīng)力聯(lián)合作用下腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的驗(yàn)算： 按式（6-43）計(jì)算，但式中 改用下列 代替。 2,crcb2b（6-61）235194yw22fthb式中，102hhh 按式（6-51）計(jì)算，將式中h0的改為h2。 2cr 按式（6-54）計(jì)算，但將式中h0的改為h2，當(dāng) 時(shí)，取為2。 2,crc22ha第66頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的

28、局部穩(wěn)定 6.32.各種應(yīng)力聯(lián)合作用下腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的驗(yàn)算：3)同時(shí)設(shè)置橫向加勁肋、縱向加勁肋和短加勁肋的腹板區(qū)格（圖6-35c）：腹板區(qū)格分為區(qū)格和。 區(qū)格與2）中的區(qū)格完全相同，按式（6-60）計(jì)算。 區(qū)格的穩(wěn)定計(jì)算仍按式（6-57）進(jìn)行。 仍按，a.的規(guī)定計(jì)算; 1cr 按式（6-51）計(jì)算，但將式中的h0和a分別改為h1和a1，a1為短加勁肋的間距； 1cr 借用式（6-43）計(jì)算，但式中的 改用下列 代替。 1,crcb1c第67頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板的局部穩(wěn)定 梁的局部穩(wěn)定 6.32.各種應(yīng)力聯(lián)合作用下腹板區(qū)格局部穩(wěn)定的驗(yàn)算：受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí) 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí) （6-

29、62a）（6-62b）23587yw11ftac23573yw11ftac對(duì) 的區(qū)格，式（6-62）的右邊應(yīng)乘以 。 2 . 111ha115 . 04 . 01ha第68頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.31. 梁腹板加勁肋的設(shè)置 ： 在梁腹板上設(shè)置加勁肋的主要目的是保證腹板的局部穩(wěn)定性。在不考慮屈曲后強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按下列規(guī)定配置加勁肋。 當(dāng) 時(shí)，對(duì)有局部壓應(yīng)力（即 0）的梁，應(yīng)按構(gòu)造要求配置橫向加勁肋（一般應(yīng)滿(mǎn)足0.5a2）；但對(duì)于無(wú)局部壓應(yīng)力（即 0）的梁，可不配置加勁肋。 ywfth235800cc 當(dāng) 時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋。其中，當(dāng) (受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí))或

30、(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí))，或按計(jì)算需要時(shí)，應(yīng)在彎曲應(yīng)力較大區(qū)格的受壓區(qū)增加配置縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁，必要時(shí)尚宜在受壓區(qū)配置短加勁肋。 ywfth235800ywfth2351700ywfth2351500 梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜配置支承加勁肋。 第69頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.31. 梁腹板加勁肋的設(shè)置 ：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，任何情況下，均不應(yīng)超過(guò)250，這是為了避免腹板高厚比過(guò)大時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的焊接變形，因而這個(gè)限值與鋼材的牌號(hào)無(wú)關(guān)。按上述規(guī)定在梁腹板上配置了加勁肋后，除了按構(gòu)造配置加勁肋的情況外，均應(yīng)按的要求驗(yàn)算每個(gè)腹板區(qū)格的

31、穩(wěn)定性。若不滿(mǎn)足要求，就必須對(duì)加勁肋的布置作適當(dāng)調(diào)整，然后對(duì)調(diào)整后的腹板區(qū)格重新驗(yàn)算，直至全部區(qū)格均滿(mǎn)足穩(wěn)定要求為止。 公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中鋼板梁腹板加勁肋的設(shè)置規(guī)定如表6-6所示，見(jiàn)教材。 第70頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.32. 腹板間隔加勁肋的構(gòu)造要求： 1)加勁肋在腹板側(cè)面的位置 圖圖 6-37 加勁肋的截面形式加勁肋的截面形式 加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對(duì)配置（圖6-37a），對(duì)于只承受靜荷載作用或承受較小動(dòng)荷載作用的腹板，為了節(jié)省鋼材或減少制造工作量，其橫向加勁肋和縱向加勁肋也可以單側(cè)布置，如圖6-37(b)所示。但支承加勁肋，重級(jí)工作制吊車(chē)梁的加勁肋不

32、應(yīng)單側(cè)配置。 2)加勁肋截面形式、材料 加勁肋可以用鋼板或型鋼做成，焊接梁一般用鋼板。加勁肋一般用Q235鋼，因?yàn)榧觿爬咧饕抢闷鋭偠?，采用高?qiáng)鋼做加勁肋并不經(jīng)濟(jì)。 第71頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.32. 腹板間隔加勁肋的構(gòu)造要求： 3)加勁肋的間距、位置 加勁肋的橫向加勁肋的最小間距為0.5h0，最大間距為2h0 ，對(duì)無(wú)局部壓應(yīng)力的梁，當(dāng) 時(shí)，最大間距可采用2.5h0 ?？v向加勁肋至腹板計(jì)算高度邊緣的距離應(yīng)在 范圍內(nèi)（對(duì)雙軸對(duì)稱(chēng)截面，即為在 范圍內(nèi)）。100w0th5 . 2ch2ch50h40h4)加勁肋的剛度要求 在腹板兩側(cè)成對(duì)配置的鋼板橫向加勁肋，其截

33、面尺寸應(yīng)符合下列要求：mmhbs40300mmbtss15（6-63）（6-64）外伸寬度：厚度：第72頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.32. 腹板間隔加勁肋的構(gòu)造要求： 4)加勁肋的剛度要求 僅在腹板一側(cè)配置的鋼板橫向加勁肋，其外伸寬度應(yīng)大于按公式（6-63）算得的1.2倍，厚度不應(yīng)小于其外伸寬度的1/15。 在同時(shí)用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板中，在縱向加勁肋和橫向加勁肋相交處，應(yīng)使縱向加勁肋斷開(kāi)，橫向加勁肋保持連續(xù)（圖6-38a）。此時(shí)，橫向加勁肋的截面尺寸除應(yīng)符合的規(guī)定外，其截面慣性矩IZ尚應(yīng)符合下列要求： (a) (b) (c) 圖圖 6-38 加勁肋的

34、構(gòu)造加勁肋的構(gòu)造 y y ts (但但40mm) (但但60mm) 3w03 thIZ（6-65）第73頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.32. 腹板間隔加勁肋的構(gòu)造要求： 4)加勁肋的剛度要求 縱向加勁肋截面慣性矩應(yīng)符合下列公式要求： （6-66a）（6-66b）當(dāng) 時(shí) 85. 00ha當(dāng) 時(shí) 85. 00ha3w05 . 1thIy3w020045. 05 . 2thhahaIy式中， Iz 橫向加勁肋截面對(duì)于腹板水平軸線(xiàn)（z軸）的慣性矩； Iy 縱向加勁肋截面對(duì)于腹板豎向軸線(xiàn)（y軸）的慣性矩。 第74頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.32.

35、 腹板間隔加勁肋的構(gòu)造要求： 4)加勁肋的剛度要求 短加勁肋的最小間距為0.75h1。鋼板短加勁肋的外伸寬度應(yīng)取橫向加勁肋外伸寬度的0.71.0倍，厚度不應(yīng)小于短加勁肋外伸寬度的1/15。 用型鋼（H型鋼、工字鋼、槽鋼、肢尖焊于腹板的角鋼）做成的加勁肋，其截面慣性矩不得小于相應(yīng)鋼板加勁肋的慣性矩。 5)加勁肋切角 為避免三向焊縫相交，減小焊接殘余應(yīng)力，焊接梁的橫向加勁肋與翼緣相連處，應(yīng)做成切角，當(dāng)切成斜角時(shí)，其寬度約 （但不大于40mm），高約為 （但不大于60mm）（圖6-38b）， 為加勁肋的寬度，以便使梁的翼緣焊縫連續(xù)通過(guò)。在縱向加勁肋與橫向加勁肋相交處，應(yīng)將縱向加勁肋兩端切去相應(yīng)的斜角

36、，以使橫向加勁肋與腹板連接的焊縫連續(xù)通過(guò)。 3sb2sbsb第75頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.32. 腹板間隔加勁肋的構(gòu)造要求： 6)吊車(chē)梁橫向加勁肋的構(gòu)造 吊車(chē)梁橫向加勁肋的上端面應(yīng)與上翼緣板底面之間刨平頂緊，當(dāng)為焊接吊車(chē)梁時(shí)，尚宜焊牢。吊車(chē)梁中間橫向加勁肋的下端一般在距受拉翼緣50100mm處斷開(kāi)（圖6-39a）,不應(yīng)與受拉翼緣焊接，以免降低疲勞強(qiáng)度。有時(shí)為了提高梁的抗扭剛度，也可另加短角鋼與加勁肋下端焊牢，但短角鋼抵緊于受拉翼緣板的頂面而不焊（圖6-39b）。 圖圖 6-39 吊車(chē)梁橫向加勁肋的構(gòu)造吊車(chē)梁橫向加勁肋的構(gòu)造 (a) (b) 第76頁(yè)/共112頁(yè)

37、梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.33.支承加勁肋的計(jì)算：在鋼梁承受較大固定集中荷載處及支座處，常需設(shè)置支承加勁肋以承受和傳遞此集中荷載或支座反力。 支承加勁肋的構(gòu)造形式主要有兩種：平板式（圖6-40a、b），突緣式（圖6-40c）。 圖圖 6-40 支承加勁肋支承加勁肋 第77頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.33.支承加勁肋的計(jì)算：突緣式支承加勁肋的伸出長(zhǎng)度不得大于其厚度的2倍（圖6-40c）。 1)支承加勁肋的穩(wěn)定性計(jì)算 梁的支承加勁肋，應(yīng)按承受梁支座反力或固定集中荷載的軸心受壓構(gòu)件計(jì)算其在腹板平面外的穩(wěn)定性。此受壓構(gòu)件的截面面積A包括加勁肋和加勁肋每側(cè)

38、15tw范圍內(nèi)的腹板面積，計(jì)算長(zhǎng)度近似的取腹板高度h0。 fAN（5-23）注：平板式按b類(lèi)截面；凸緣式按c類(lèi)截面第78頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.33.支承加勁肋的計(jì)算：1)支承加勁肋的穩(wěn)定性計(jì)算 式中， N 集中荷載或支座反力設(shè)計(jì)值； A 軸心受壓構(gòu)件計(jì)算整體穩(wěn)定時(shí)支承加勁肋的截面積， 按圖6-40中所示陰影面積采用； 軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，由 查附表5-2或附表5-3 確定； ，IZ為圖6-40所示陰影面積對(duì)z-z軸的慣性矩。 235yz0fihAIizzfAN（5-23）第79頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.33.支承加勁肋的計(jì)算

39、：2)支承加勁肋端面承壓強(qiáng)度計(jì)算 式中， Ace 端面承壓面積，即支承加勁肋端部與翼緣板或柱頂相接觸的 面積；應(yīng)考慮減去加勁肋端部切角損失的面積； fce 鋼材的端部承壓（刨平頂緊）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查附表2-1。 cecefAN（6-68） 梁支承加勁肋端部一般刨平頂緊于梁的翼緣或柱頂，其端面承壓強(qiáng)度按下式計(jì)算： 第80頁(yè)/共112頁(yè)梁腹板加勁肋的構(gòu)造與計(jì)算 梁的局部穩(wěn)定 6.33.支承加勁肋的計(jì)算：3)支承加勁肋與腹板間連接焊縫的計(jì)算 式中，hf為角焊縫的焊腳尺寸，應(yīng)滿(mǎn)足hfmax，hfmin的構(gòu)造要求。 （6-69）按承受全部支座反力或集中荷載計(jì)算 wfflhNwf7 . 0例：教材例題6-4

40、 第81頁(yè)/共112頁(yè)型鋼梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.4已知 ：荷載情況，梁的跨度l，受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)之間的距離l1（或梁受壓翼緣側(cè)向支承的情況），鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f 。求：型鋼的型號(hào) 。根據(jù)已知荷載求出梁的最大彎矩設(shè)計(jì)值Mx 估算所需要的截面模量: 或fMWnxxxfMWxbx根據(jù)所求得的截面模量或查型鋼表選取型鋼型號(hào) 對(duì)初選型鋼截面進(jìn)行驗(yàn)算（計(jì)入型鋼自重） 截面調(diào)整1.單向彎曲型鋼梁的設(shè)計(jì) 第82頁(yè)/共112頁(yè)型鋼梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.42. 雙向彎曲型鋼梁的設(shè)計(jì) = qy qx qx qy = =- - =- - 圖圖 6-42 檁條截面形式和荷載分解檁條截面形式和荷

41、載分解 qy qx 雙向彎曲型鋼梁承受兩個(gè)主平面方向的荷載，工程中廣泛應(yīng)用于屋面檁條和墻梁。 第83頁(yè)/共112頁(yè)型鋼梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.42. 雙向彎曲型鋼梁的設(shè)計(jì) 1)檁條的截面選擇 先按雙向抗彎強(qiáng)度等條件試選截面，然后對(duì)初選截面進(jìn)行強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和剛度方面的驗(yàn)算。 fMMfMWWMWnxxyxxynynxyxx1（6-72）式中，系數(shù) 可根據(jù)型鋼類(lèi)別來(lái)選取，對(duì)小型號(hào)的型鋼，可近似取 = 6（窄翼緣H型鋼和工字鋼）或 = 5（槽鋼）。 第84頁(yè)/共112頁(yè)型鋼梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.42. 雙向彎曲型鋼梁的設(shè)計(jì) 2)檁條的形式和構(gòu)造：見(jiàn)圖6-42，及教材3)檁條的計(jì)

42、算內(nèi)容包括強(qiáng)度、整體穩(wěn)定及剛度，詳見(jiàn)教材。 (a) 2x321lq l / /2 l / /2 2x5129lq 2x901lq l / /3 l / /3 l / /3 2x3601lq 2x2252lq (b) 圖圖 6-43 有拉條時(shí)檁條的有拉條時(shí)檁條的 My (a)一根拉條；一根拉條；(b)兩根拉條兩根拉條 其中，強(qiáng)度計(jì)算按雙向彎曲梁根據(jù)式（6-7）驗(yàn)算；抗剪及局壓可不驗(yàn)算。第85頁(yè)/共112頁(yè)焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.41. 截面選擇 1)根據(jù)已知荷載，計(jì)算最大彎矩Mx等 （暫不考慮梁自重）。2)估算所需要的截面模量：按式（6-70）或（6-71）計(jì)算。3)確定梁的截

43、面高度：梁截面高度應(yīng)考慮建筑、剛度、經(jīng)濟(jì)等因素 。最大高度hmax：由建筑設(shè)計(jì)確定 最小高度hmin：由梁的剛度條件確定 經(jīng)濟(jì)高度he：根據(jù)梁用鋼量最小條件確定 )(30073xmmWhe（6-76）式中，Wx 梁所需要的截面模量，mm3，在第步中求出。第86頁(yè)/共112頁(yè)焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.41. 截面選擇 )(5 . 3mmhtww（6-80）梁高采用：應(yīng)滿(mǎn)足hminhhmax 及 h he4)確定腹板尺寸hw、tw： 腹板高度hw：可假定翼緣厚度t=20mm， hw =h-2t腹板厚度tw：可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定。注： tw 6mm；并應(yīng)使tw盡可能取較小值。 tw取2

44、mm倍數(shù)，以使其數(shù)值與鋼板厚度規(guī)格相一致。 hw一般宜取為10mm倍數(shù)，以便于制造。 對(duì)于不利用腹板屈曲后強(qiáng)度的梁，宜控制 （受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)），或 （受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受未到約束時(shí)），以避免設(shè)置縱向加勁肋，而使構(gòu)造太復(fù)雜。 yfth235170wwyfth235150ww第87頁(yè)/共112頁(yè)焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.41. 截面選擇 （6-81）5)確定翼緣尺寸b、t 注： 取b=(1/61/2.5)h，且b180mm（一般梁）；吊車(chē)梁的上翼緣b300mm。 tw取2mm倍數(shù)，b取10mm倍數(shù)。 受壓翼緣自由外伸寬度b1應(yīng)滿(mǎn)足局部穩(wěn)定要求，即： （ 時(shí)），或 （ 時(shí)）。 翼緣

45、板寬度應(yīng)超出腹板加勁肋的外側(cè)，當(dāng)每側(cè)加勁肋寬度 (mm)時(shí)，要求 （mm）。 一個(gè)翼緣的面積：bththWAwwwxf61yftb23513105. 1xyftb2351510 . 1x30400hbs007. 090hb第88頁(yè)/共112頁(yè)焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.42. 截面驗(yàn)算 1)截面幾何特性、內(nèi)力：對(duì)初選截面計(jì)算各種截面幾何特性，如：A、Ix、Wx等。計(jì)入梁自重后，重新求梁的彎矩、剪力。 2)強(qiáng)度驗(yàn)算：抗彎、抗剪、局部承壓以及折算應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算。3)整體穩(wěn)定驗(yàn)算：只對(duì)需要計(jì)算整體穩(wěn)定條件的梁按式（6-29）計(jì)算。 4)局部穩(wěn)定驗(yàn)算：受壓翼緣的局部穩(wěn)定驗(yàn)算，及腹板加勁肋的

46、布置與計(jì)算。5)剛度驗(yàn)算：梁的撓度驗(yàn)算。6)截面調(diào)整：只要有一項(xiàng)不滿(mǎn)足，或者各項(xiàng)要求都滿(mǎn)足，但截面明顯富余太多，就要對(duì)初選截面進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，重新驗(yàn)算直至得到合理截面。 第89頁(yè)/共112頁(yè)焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.43. 組合梁截面沿跨度方向的改變 梁截面上的彎矩一般沿梁的長(zhǎng)度方向是變化的，為節(jié)省鋼材，有時(shí)可以做成變截面梁。對(duì)于跨度較大的的梁，通常在半跨內(nèi)改變一次截面，可節(jié)省大約1020的鋼材，如果再多改變一次，約再多節(jié)約34，效果不顯著。為了便于制造，一般半跨內(nèi)只改變一次截面。 梁截面沿長(zhǎng)度的改變方法：變翼緣板寬度： 圖圖 6-45 梁梁翼緣寬度的改變翼緣寬度的改變 b b

47、 ( (或或 4) ) 改變后的翼緣寬度應(yīng)由截面開(kāi)始改變處的彎矩M1確定；為了減少應(yīng)力集中，寬板應(yīng)從截面開(kāi)始改變處向彎矩減小的一側(cè)以不大于1:4的斜度切斜延長(zhǎng)，然后與窄板對(duì)接。 第90頁(yè)/共112頁(yè)焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.43. 組合梁截面沿跨度方向的改變雙層翼緣板焊接梁改變翼緣板厚度： 圖圖 6-46 切斷外層翼緣板的梁切斷外層翼緣板的梁 為了保證被切斷的外層翼緣板在理論切斷點(diǎn)處能正常參加工作，實(shí)際切斷點(diǎn)的位置應(yīng)向彎矩較小一側(cè)延長(zhǎng)l1。且規(guī)范規(guī)定：端部有正面角焊縫： 當(dāng) 時(shí)thf75. 0bl 1當(dāng) 時(shí)thf75. 0bl5 . 11端部無(wú)正面角焊縫： bl21b和t分別為

48、外層翼緣板的寬度和厚度，hf為側(cè)面角焊縫和正面角焊縫的焊腳尺寸。 第91頁(yè)/共112頁(yè)焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.43. 組合梁截面沿跨度方向的改變改變腹板高度： 有時(shí)為了降低梁的建筑高度或滿(mǎn)足梁支座處的構(gòu)造要求， 簡(jiǎn)支梁可以在靠近支座處減小其高度，而使翼緣截面保持不變。 圖圖 6-47 變腹板高度的梁變腹板高度的梁 改變后的截面高度須滿(mǎn)足：抗剪強(qiáng)度的要求； hh/2；在下翼緣變向處，必須有加勁肋與下翼緣頂緊。說(shuō)明：截面變化只從梁的強(qiáng)度需要來(lái)考慮，對(duì)于由整體穩(wěn)定控制設(shè)計(jì)的梁，如果它的截面向兩端逐漸變小，特別是受壓翼緣變窄，則梁的整體穩(wěn)定承載力將受到較大的削弱，不宜采用此做法。 第

49、92頁(yè)/共112頁(yè) 需要進(jìn)行疲勞計(jì)算鋼梁的翼緣焊縫，以及承受較大動(dòng)力荷載的鋼梁采用，此種焊縫的質(zhì)量等級(jí)一般為一級(jí)或二級(jí)，焊縫與基本金屬等強(qiáng)，不用計(jì)算。 焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.44. 焊接組合梁翼緣焊縫的計(jì)算 翼緣焊縫的作用就是防止翼緣和腹板之間由于水平剪力的作用而出現(xiàn)相互滑移，保證梁受彎時(shí)翼緣和腹板共同工作，不致分離。 1)翼緣焊縫的作用與類(lèi)別 大多數(shù)承受靜力荷載或間接承受不太大動(dòng)力荷載的焊接組合梁采用，其優(yōu)點(diǎn)是加工費(fèi)用低，構(gòu)造簡(jiǎn)單。 角焊縫 對(duì)接與角接的組合焊縫 第93頁(yè)/共112頁(yè)焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.44. 焊接組合梁翼緣焊縫的計(jì)算 腹板邊緣的剪應(yīng)

50、力為： 2)承受水平剪力的翼緣焊縫 x x tw 1 max 圖圖 6-49 翼緣焊縫的水平剪力翼緣焊縫的水平剪力 wx11tIVS（6-82）式中，V 計(jì)算截面的剪力設(shè)計(jì)值； S1 翼緣截面對(duì)梁中和軸的面積矩。 第94頁(yè)/共112頁(yè)焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.44. 焊接組合梁翼緣焊縫的計(jì)算 2)承受水平剪力的翼緣焊縫 故沿梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的水平剪力為：x1wwx11IVSttIVStVwh（6-83）角焊縫有效截面上承受的剪應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，即： wfffIhVShVxf1fh4 . 117 . 02可得所需焊腳尺寸：wfxffIVSh4 . 11（6-84）第95

51、頁(yè)/共112頁(yè)焊接組合梁的設(shè)計(jì)鋼梁的設(shè)計(jì)及工程實(shí)例 6.44. 焊接組合梁翼緣焊縫的計(jì)算 3)承受水平剪力和局部壓力共同作用的翼緣焊縫 圖圖 6-51 雙向剪力作用下的翼緣焊縫雙向剪力作用下的翼緣焊縫 Vh Vh Vv Vv /2 Vv/ /2 當(dāng)梁承受移動(dòng)集中荷載（如吊車(chē)梁情況）時(shí)，翼緣和腹板間的連接焊縫不僅承受水平方向的剪力作用，同時(shí)還承受集中壓力所產(chǎn)生的垂直方向剪力的作用。 豎向剪力作用下：zv4 . 117 . 02lhFhVfff與水平剪力共同作用，由角焊縫基本計(jì)算公式：wfffff222124 . 11xzfwffIVSlFfh（6-87）可得：例：教材節(jié) 第96頁(yè)/共112頁(yè)梁的

52、拼接梁的拼接、連接和支座 6.5根據(jù)施工條件的不同，鋼梁的拼接分為工廠(chǎng)拼接和工地拼接兩種。 由于運(yùn)輸或吊裝條件的限制，必須將梁分段制作，運(yùn)輸?shù)焦さ?，然后在工地拼裝連接，稱(chēng)為工地拼接。 由于鋼材規(guī)格限制或現(xiàn)有鋼材尺寸不夠，必須將鋼材接長(zhǎng)或拼大，這種拼接常在鋼結(jié)構(gòu)制造廠(chǎng)中進(jìn)行，稱(chēng)為工廠(chǎng)拼接。 工廠(chǎng)拼接 工地拼接第97頁(yè)/共112頁(yè)梁的拼接梁的拼接、連接和支座 6.51. 工廠(chǎng)拼接：1)型鋼梁的工廠(chǎng)拼接 圖圖 6-56 型鋼梁的拼接型鋼梁的拼接 可采用對(duì)接焊縫連接（圖6-56a） ，一、二級(jí)焊縫質(zhì)量的焊縫可不必計(jì)算焊縫。 由于翼緣與腹板連接處不易焊透，所以有時(shí)也采用拼接板拼接（圖6-56b）。拼接的

53、位置均應(yīng)設(shè)在彎矩較小的截面處，且應(yīng)使焊縫和拼接板都滿(mǎn)足承載力要求。 第98頁(yè)/共112頁(yè)梁的拼接梁的拼接、連接和支座 6.51. 工廠(chǎng)拼接：2)焊接組合梁的工廠(chǎng)拼接 翼緣和腹板的接頭位置要相互錯(cuò)開(kāi)，和加勁肋及連接次梁的位置也要錯(cuò)開(kāi)； 圖圖 6-57 焊接組合梁的工廠(chǎng)拼接焊接組合梁的工廠(chǎng)拼接 1 1 1 1 2 2 2 2 1對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫 2加勁肋加勁肋 翼緣板和腹板的拼接焊縫一般均采用正面對(duì)接焊縫 ；當(dāng)焊縫的強(qiáng)度不滿(mǎn)足要求時(shí)，可以采用斜向?qū)雍缚p ，并使焊縫長(zhǎng)度方向與梁縱向軸線(xiàn)方向的夾角滿(mǎn)足 。5 . 1tg第99頁(yè)/共112頁(yè)梁的拼接梁的拼接、連接和支座 6.52. 工地拼接：1)焊接組

54、合梁的工地焊接拼接 為了便于運(yùn)輸，接頭位置一般在同一截面；也可將上、下翼緣板和腹板的接頭略微錯(cuò)開(kāi)一些，但應(yīng)特別注意對(duì)運(yùn)輸單元的突出部分加以保護(hù)，以免碰壞。 為減小焊接殘余應(yīng)力，可將拼接截面處翼緣板與腹板之間的翼緣焊縫預(yù)先留出約500mm的長(zhǎng)度在工廠(chǎng)不焊，然后按照?qǐng)D6-58中的數(shù)字序號(hào)進(jìn)行順序焊接。 圖圖 6-58 焊接組合焊接組合梁梁的工地拼接的工地拼接焊接順序焊接順序 第100頁(yè)/共112頁(yè)梁的拼接梁的拼接、連接和支座 6.52. 工地拼接：2)組合梁的工地高強(qiáng)度螺栓拼接 翼緣板拼接板連接 圖圖 6-59 焊接組合焊接組合梁梁的工的工地高強(qiáng)度螺栓拼接地高強(qiáng)度螺栓拼接 腹板拼接板連接第101頁(yè)

55、/共112頁(yè)梁的拼接梁的拼接、連接和支座 6.52. 工地拼接：翼緣板拼接：拼接板的凈截面面積不小于翼緣的凈截面面積；翼緣凈截面所能承受的軸力為fANn按軸心力N作用的連接計(jì)算方法確定拼接板及翼緣板間的高強(qiáng)度螺栓的數(shù)目。腹板拼接：梁腹板拼接截面處的剪力V全部由腹板承擔(dān)；梁腹板拼接截面處的彎矩M由腹板和翼緣板共同承擔(dān)，并按它們的毛截面慣性矩比值進(jìn)行分配。 梁腹板的拼接設(shè)計(jì)，通常先按構(gòu)造要求進(jìn)行螺栓布置，然后驗(yàn)算。 第102頁(yè)/共112頁(yè)梁的拼接梁的拼接、連接和支座 6.52. 工地拼接：腹板拼接：剪力作用下，一個(gè)螺栓所受的剪力為：nVV 1（）在彎矩作用下，螺栓群受扭，受力最大的螺栓所受剪力為：2